层状锰酸锂作为同质多晶化合物，具有两种晶形，正交LiMnO2与单斜LiMnO2（图2-4）［5］。正交型（o-LiMnO2）空间群为Pmnm，具有层状岩盐结构，此结构中与MnO6和LiO6两种八面体进行波纹状交互排列［6］；单斜型（m-LiMnO2）空间群为C2/m，具有α-NaMnO2型结构，Li+在MnO6层间的八面体位［7］。两种结构的锰酸锂正极材料理论比容量相等，与o-LiMnO2相比，m-LiMnO2更稳定，可用固相法合成。

图2-4　两种层状锰酸锂的晶体结构［5］(www.daowen.com)

（a）o-LiMnO2；（b）m-LiMnO2

1992年Ohzuku［8］利用固相法合成o-LiMnO2，1996年英国科学家Armstrong使用离子交换法制作单斜层状锰酸锂并用于锂离子电池正极材料［9］，电池首周比容量达到了270 mAh·g-1，被认为是可以取代钴酸锂的层状正极材料。但随后研究发现，m-LiMnO2由于Mn3+离子的Jahn-Teller效应，其空间结构发生了扭曲，晶体对称性低并处于亚稳态，尽管首周比容量较高，但在反应过程中层状锰酸锂会逐渐转变成尖晶石型锰酸锂，晶体结构转变导致的体积变化会破坏电极原有的结构，因此电池比容量会发生较大幅度的衰减。同时，对于层状锰酸锂正极材料的制备，除了固相法和离子交换法外，还有水热合成法［10］、溶胶-凝胶法［11］等，不同制备方法得到的LiMnO2在结构和性能上有很大差异。

相比于其他层状材料，层状锰酸锂具有成本低、无毒和理论比容量（285 mAh·g-1）高等特点，然而由于制备困难、晶体结构不稳定、循环性能不稳定等缺点，目前还没有实现商业化应用［12，13］。